DE398919C

DE398919C - Verfahren zur Erzeugung von metallisch leitenden und als Katalysator metallisch wirkenden Oberflaechenschichten auf feuerfesten Steinen

Info

Publication number: DE398919C
Application number: DEW61186D
Authority: DE
Original assignee: WESTFAELISCHE STAHLGESELLSCHAF
Current assignee: WESTFAELISCHE STAHLGESELLSCHAF
Priority date: 1922-05-10
Filing date: 1922-05-10
Publication date: 1924-07-16

Description

Verfahren zur Erzeugung von metallisch leitenden und als Katalysator metallisch wirkenden Oberflächenschichten auf feuerfesten Steinen. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren, nach welchem mit Hilfe von gepulvertem Al oder Mg oder einer Legierung dieser Metalle, gemischt mit gepulvertem Al-Oxyd oder Mg-Oxyd oder einem Gemisch dieser beiden Oxyde, in der Glühhitze bei einer reduzierenden Atmosphäre feuerfeste Steine, die Silikate, Titanoxyd, Zirkonoxyd und Oxyde der Schwermetalle enthalten, an der Oberfläche zu einem metallischen überzuge reduziert werden.
Der dabei sich abspielende Vorgang besteht im Gegensatz zu dem Thermitverfahren in einer langsamen Einwirkung der Al- oder Mg-Dämpfe auf den Gehalt des feuerfesten Materials an Si, Ti, Zr, Fe, Cr, Mn usw. bei Temperaturen, die oberhalb des Schmelzpunktes des A1 oder Mg, aber unterhalb der Erweichungstemperatur des feuerfesten Materials liegen. Selbstverständlich kann die Reduktion in bekannter Weise nur bei An-Wesenheit reduzierender Gase, insbesondere Wasserstoff, erfolgen.
Der sich bildende Überzug behält vollständig die ursprüngliche Form des feuerfesten Körpers bei, so daß z. B. Gegenstände aus Glas, Porzellan, Steingut, Ton, Quarzglas, Zirkonglas keinerlei Änderung der äußeren Form erleiden.
Man hat es ganz in der Hand, die Schichtentiefe der reduzierten Oberfläche mit Hilfe der Glühdauer, der Glühtemperatur und des Mischungsverhältnisses der Reduktionsmasse einzuhalten, was sich in Anbetracht des Widerstandes -der Oberflächenschicht als notwendig erweist.
Die Leitfähigkeit dieser metallischen Schichten ist eine ausgezeichnete. Diese Schichten können als Heizwiderstand dienen. Ihre Beständigkeit gegen Oxydation hängt dabei naturgemäß sehr stark von der Zusammensetzung der reduzierten Schicht ab. Allgemein erweisen sich aber diese Schichten bei nicht zu hoher Erwärmung als sehr beständig.
Stellen der feuerfesten Steine, die nicht einer Reduktion unterworfen werden sollen, müssen durch einen Überzug von Al-Oxyd oder Mg-Oxyd geschützt werden. Solche Stellen sind z. B, die Einführungsdillen der Stromzuleitung.
Das Anwendungsgebiet solcher feuerfester Körper mit metallischer Oberfläche liegt in erster Linie auf dem Gebiete der Beheizung und der Öfen. So lassen sich z. B. aus @feuerfestem Material Heizplatten herstellen, bei denen durch Einbetten eines verbrennbaren Körpers beim Brennen der Steine ein Hohlraum, z. B. eine Spirale oder eine Schraube, entsteht, der nach dem Brennen der Reduktionsmasse ausgefüllt und gut verschlossen der. Reaktionstemperatur ausgesetzt wird. Die ganz oder teilweise verbrauchte Reaktionsmasse kann dabei in den Windungen des Hohlraumes verbleiben. Eine spiralförmige oder schraubenförmige oder ähnliche Anordnung des Hohlraumes ist deswegen erwünscht, um der leitenden Oberfläche einen möglichst hohen Widerstand zu geben, damit der Anschluß des Heizkörpers an die gebräuchliche Spannung ermöglicht wird. Ebenso lassen sich ganze Mauerflächen bei C)fen auf diesem Wege metallisch leitend machen und als Heizwiderstand benutzen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet solcher metallischer Umwandlungen von feuerfesten Steinen besteht in der Verwendung derselben als metallische Katalysatoren. Durch Beimengen von Oxyden, Sulfiden oder den Halogenverbindungen der Schwermetalle zu der feuerfesten Masse kann man auf bekanntem Wege hochporöse Steine formen, die vorgebrannt der Einwirkung der Reaktionsmasse bei den erwähnten Temperaturen ausgesetzt werden.. Dabei reduziert der Al-oder Mg-Dampf nicht nur die äußere Oberfläche der Steine, sondern metallisiert ebenso die innersten Poren, so daß ein durchlässiges Steinmaterial mit einer sehr großen katalytisch wirksamen Oberfläche entsteht. Beitnengungen von Si, Fe usw., deren Gegenwart für die Katalyse nicht erwünscht ist, lassen sich durch die geeignete Wahl des feuerfesten Ma;erials, z. B. von Magnesia oder Al, 03, ausschließen. Gedacht ist hierbei an Katalysatoren wie Ni, Co, Ur, V usw.

Claims

PATEN 'i-ANSPRLCHE: i. Verfahren zur Erzeugung von metallisch leitenden und als Katalysator metallisch wirkenden Oberflächen auf feuerfesten Steinen, dadurch gekennzeichnet, daß feuerfeste Steine, enthaltend Silikate oder Titanoxyd oder Zirkonoxyd oder Oxyde der Schwermetalle durch ein Gemisch von feingepulvertem Al oder M- oder Legierungen dieser Metalle mit feingepulvertem AI-Oxyd oder Mg-Oxyd bei einer Glühtemperatur, die oberhall) des Schmelzpunktes des A1 oder Mg, aber unterhalb des Erweichungspunktes des feuerfesten Materials zu liegen hat, bei Anwesenheit reduzierender Gase, insbesondere Wasserstoff, an der Oberfläche zu Metall reduziert werden. ?. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß Teile der Steine, die der Reduktion nicht unterworfen werden sollen, aus AI-Oxyd bzw. Mg-Oxyd bestehen. 3. Ausführungsform nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auf durch Beimengungen von Oxyden, Sulfiden, Halogenverbindungen zu dem feuerfesten Material pörös gemachte Steine angewendet wird, die vorgebrannt durch Reduktion mit der obigen Reaktionsmasse Steine ergeben, bei denen nicht nur die äußeren Oberflächen, sondern auch die Poren die beigefügten Metallverbindungen als Metall enthalten, wodurch diese Steine mit dem als Katalysator gewählten Metall eine große katalysatorisch wirkende Oberfläche ergeben und wobei die neben dem Katalysator auftretenden Metalle sich durch geeignete Wahl des feuerfesten Materials beliebig beschränken lassen.